專利名稱：圓形硅薄膜太陽能電池的制作方法
圓形硅薄膜太陽能電池
所屬領域
本發明公開了一種圓形硅薄膜太陽能電池，廣泛應用于各種太陽能電子儀 表等產品，屬于硅薄膜太陽能電池技術領域。
背景技術：
目前，硅薄膜電池主要采用非晶硅材料，根據不同使用需求，可以將太陽
能電池做成各種形狀，如中國專利200610061259.2 "異形硅薄膜太陽能電池" 公開了外形和電池有效工作面的圖形復雜多樣的異形太陽能電池，還可以在電 池面內通過打孔或激光刻劃作成各種形狀的透明視窗。但是專利200610061259.2 是采用傳統激光器作為激光標刻機的光源，導致前電極層、硅薄膜層、背電極 層三層的激光刻劃線線徑太大，每層激光刻劃線線徑都達到0.1 0.4mm，根據 內聯式硅薄膜太陽能電池的結構，前電極層、硅薄膜層和背電極層三層疊加串 接后，可推算出電池內部電池單元之間的無效區域寬度是三條激光刻劃線線 徑之和0.3 1.2mm加上三條激光線之間的間距和0.2 0.6mm，即無效區域寬度 達到了 0.5 1.8mm，這樣一來，在一定程度上減少了電池的有效發電面積，從 而減少了電池的發電功率，即降低了太陽能電池的光電轉換效率。
發明內容
本發明的目的是克服上述技術存在的缺陷，并對上述技術作進一步的改進， 采用新的激光技術，加工硅薄膜太陽能電池(以下簡稱太陽能電池或電池)，盡 可能縮小太陽能電池內部電池單元之間的無效面積，擴大電池的有效工作面積， 從而提高電池的光電轉換效率。
為了實現以上任務，本發明的技術解決方案是公開一種圓形硅薄膜太陽能電池，由串聯連接的電池單元構成，以透明基板為襯底，包括依序層疊的前 電極層、硅薄膜層、背電極層和背漆層，其特征在于由激光刻劃形成的電池單 元的工作面，外包羅線呈圓弧形，電池內部的工作面是由有效面積相等的n個
電池單元串聯構成，n》2，電池的正負電極之間至少有兩條隔離線和一條連接 正負電極的激光刻劃線或點劃線，其寬度為0.03 0.10mm。
以上所說的電池的正電極是指前電極層，因為硅薄膜層包括P層、I層、N 層，直接與前電極接觸的是P型硅，即前電極層為電池的正極；直接與背電極 接觸的是N型硅，即背電極層為電池的負極。
上述電池內部的工作面是由多個有效面積相等的扇形電池單元串聯構成。
隔離線包括前電極層的隔離線，其寬度為0.03 0.07mm,前電極層的隔離線 呈放射形，激光標刻形成的前電極圖形是面積相等且相互絕緣的扇形面，相鄰 的前電極圖形的絕緣電阻大于20MQ。
所說的連接正負電極的激光刻劃線或點劃線是硅薄膜層的刻劃線或點劃 線，即在該點劃線的小孔內或刻劃線的線槽內填充背電極金屬材料，使電池單 元的前電極與相鄰電池單元的背電極， 一次到位，實現各電池單元之間的串聯 連接。該硅薄膜層的刻劃線或點劃線的寬度為0.03 0.07mm，呈放射形排列，硅 薄膜層的激光刻劃線或點劃線和前電極層的隔離線邊沿之間的距離為 0 0.10mm。
隔離線包括背電極層的隔離線，寬度為0.03 0.07mm，該隔離線呈放射形， 背電極層的隔離線和硅薄膜層的刻劃線邊沿之間的距離為0 0.10mm。
前電極層是透明的ITO或Sn02導電膜，所說的硅薄膜層是非晶硅薄膜層， 所說的背電極層是鋁、鎳或鋁鎳合金膜。
圓形硅薄膜太陽能電池的制造方法是在透明基板上順序層疊前電極層、硅薄膜層、背電極層和背漆層，各電池單元串聯連接，其特征在于由激光刻劃 形成的電池單元的工作面，外包羅線呈圓弧形，電池內部的工作面是由有效面
積相等的n個電池單元串聯構成，n>2，采用激光標刻機在電池的正負電極之
間刻蝕出至少兩條隔離線和一條連接正負電極的激光刻劃線或點劃線，其寬度
為0.03 0.10mm。
前電極層的制作采用端面泵浦振鏡紅外光激光標刻機刻劃出前電極層的
隔離線，在透明基板上層疊透明的IT0或Sn02導電膜前電極層，該膜層采用激 光標刻機刻劃，形成寬度為0.03 0.07mm的前電極層的隔離線，該隔離線將前 電極層刻蝕成面積相等且相互絕緣的獨立小塊，前電極圖形的外圍呈弧線形， 相鄰的前電極圖形的絕緣電阻大于20MQ，激光波長是1064nm，激光功率為 10 29瓦，激光聲光頻率為40 70KHz。
硅薄膜層的制作采用端面泵浦振鏡綠光激光標刻機刻蝕的硅薄膜層刻劃
線或點劃線，該硅薄膜層刻劃線或點劃線是連接電池正負電極的激光刻劃線或 點劃線，所說的硅薄膜層是非晶硅薄膜，硅薄膜層刻劃線和前電極層隔離線邊
沿之間的距離為0 0.10mm，硅薄膜層刻劃線的寬度為0.03 0.07mm，激光波長 為532nm，激光功率為2~5瓦，激光聲光頻率為40 70KHz。
背電極層的制作采用端面泵浦振鏡綠光激光標刻機刻劃出背電極層的隔
離線，激光波長為532nm，激光功率為3 6瓦，激光聲光頻率為40 70KHz，激 光刻蝕的背電極相鄰圖形間隔離線寬度為0.03 0.07mm，背電極層隔離線的邊沿 和硅薄膜層刻劃線的邊沿之間的間距為0 0.10mm。
背電極層是采用鋁膜、鎳膜或鋁鎳合金薄膜。圓形硅薄膜太陽能電池的周 邊有防止電池短路的絕緣隔離線。
本發明創造產生的積極效果，采用先進的激光標刻技術，刻劃出內部工作面為多個扇形或不規則圖形電池單元串聯構成的圓形硅薄膜太陽能電池，激光
加工精度高、速度快，電池的激光隔離線寬度能縮小至0.03 0.10mm，將前電 極層、硅薄膜層、背電極層的隔離線之間的間距縮小為0 0.10mm，使太陽能 電池內部的無效區域寬度從0.5 1.8mm縮小到0.03 0.20mm，減少了太陽能電 池內部的無效面積，擴大了電池的有效工作面積；而且每個電池單元的有效面 積相等，使各電池單元的電流相匹配，保證了太陽能電池的電性能。本發明適 用于大規模工業化生產，選用端面泵浦激光標刻機，標刻精度高，不僅能保證 產品的質量以及激光加工的均勻性、 一致性，還能有效避免在激光刻蝕背電極 層時產生毛剌，消除短路現象，保證圓形硅薄膜電池具有良好的電性能及外觀。
圖1、是本發明前電極層示意圖。
圖2、是本發明硅薄膜層示意圖。
圖3、是本發明背電極層示意圖。
圖4、是本發明正負電極引出點示意圖。
圖5、是本發明實施例3前電極層示意圖。
圖6、是本發明實施例3硅薄膜層示意圖。
圖7、是本發明實施例3背電極層示意圖。
圖8、是本發明的等效電路圖。
圖1 圖8中，1是透明基板，或稱襯底、基底，2是前電極層，3是硅薄 膜層，4是背電極層，5是背漆層，6-l是正電極引出點，6-2是負電極引出點， 7是前電極層隔離線，8是硅薄膜層刻劃線，9是背電極層隔離線，IO是防止電 池周邊短路、漏電流的隔離線。
下面結合附圖詳細說明本發明的原理。圓形硅薄膜太陽能電池的正負電極之間至少有兩條隔離線和一條連接正負
電極的激光刻劃線或點劃線，其寬度均為0.03 0.10mm，精度高，電池的外形 是圓形，電池內部工作面是由多個有效面積相等的電池單元串聯連接構成，各 電池單元的串聯等效電路圖如圖8所示，電池單元呈扇形或其他不規則的形狀。 圓形硅薄膜太陽能電池的制造方法如下
前電極層2的圖形制作在透明基板1上層疊透明的ITO或Sn02導電膜前 電極層2，采用端面泵浦振鏡紅外光激光標刻機，把前電極導電膜刻蝕成面積相 等且相互絕緣的獨立小塊，形成前電極層2的隔離線7，寬度為0.03 0.07mm， 前電極圖形的外圍呈弧線形，見圖1。激光波長為1064nm，激光功率為10~29 瓦，激光聲光頻率為4(K70KHz，相鄰前電極圖形間激光隔離線絕緣電阻大于 20MQ。
硅薄膜層3的圖形制作采用等離子化學氣相沉積(PECVD)的方法，在 前電極層上沉積硅薄膜層3，硅薄膜層是非晶硅或微晶硅薄膜，采用端面泵浦振 鏡綠光激光標刻機，刻除在前電極層2圖形區域內相應位置的硅薄膜層3，露出 前電極2，形成硅薄膜層3的刻劃線8，見圖2，該硅薄膜層3的刻劃線8或點 劃線8是連接正負電極的激光刻劃線或點劃線。激光波長為532nm，激光功率 為2 5瓦，激光聲光頻率為40 70KHz。硅薄膜層激光刻劃線和前電極激光隔離 線邊沿間距為0~0.10mm，硅薄膜層激光刻劃線寬度為0.03~0,07mm。
背電極層4的圖形制作采用磁控濺射鍍鋁技術，在硅薄膜層3的表面鍍 上金屬背電極層，背電極層是鋁、鎳或鋁鎳合金膜。在制作背電極層的工藝中， 金屬背電極材料直接填充至硅薄膜層3的刻劃線8或點劃線8的線槽內，使電 池單元的前電極與相鄰單元電池的背電極連接，實現各電池單元的串聯連接。 采用端面泵浦振鏡綠光激光標刻機，在背電極層4上刻蝕出面積相等的獨立小±央，形成背電極層4的隔離線9，見圖3。激光波長為532nm，激光功率為3 6 瓦，激光聲光頻率為40 70KHz，硅薄膜層的刻劃線和背電極激光隔離線邊沿間 距為0 0.10mm，激光刻蝕出的背電極相鄰圖形間隔離線寬度為0.03 0.07mm。
電池周邊隔離線的制作采用端面泵浦振鏡綠光激光標刻機，激光波長為 532nm，在電池的周邊刻蝕硅薄膜層3和背電極層4，形成防止短路、漏電的電 池周邊的隔離線10。
背漆層5的制作采用絲網印刷技術，在已制作好背電極層4上絲印背漆 層，在背電極層4的隔離線9和電池周邊的隔離線10內填充絕緣、耐濕、耐酸 堿的樹脂油墨背漆保護層，見圖4中5所示的部分。
字符制作采用絲網印刷技術，在己絲印好背漆層5的襯底上引出電極的 相應位置，絲印上公司商標、電池型號和正負電極標識。
外形加工采用高精度程控異形玻璃切割機，按設計排版陣列間距，按電 池要求的形狀和尺寸切割出外形為圓形的硅薄膜太陽能電池。
具體實施例方式
實施例l:
本實施例中，硅薄膜層3為非晶硅薄膜，圓形非晶硅薄膜太陽能電池由串
聯連接的8節電池單元構成，電池單元的工作面為扇形。步驟如下
1、 前電極層2圖形制作在透明基板l上沉積一層透明的ITO導電膜，形 成前電極層2。采用端面泵浦振鏡紅外光激光標刻機，把前電極層2刻蝕成面積 相等且相互絕緣的扇形獨立小塊，形成前電極層2的激光隔離線7，如圖2所示。 激光波長為1064nm，激光功率為10瓦，激光聲光頻率為40KHz，前電極層激 光隔離線7的寬度為0.07mm，相鄰的前電極圖形之間的絕緣電阻大于20MQ。
2、 沉積非晶硅薄膜層3:將已刻好前電極圖形的襯底經超聲清洗烘干后，裝入鍍非晶硅膜的專用夾具，推入預熱烘箱預熱，烘箱預熱溫度為200-24(TC， 達到工藝溫度恒溫1 2小時后，將夾具從預熱烘箱內取出，推入非晶硅沉積系 統反應真空室，采用等離子化學氣相沉積(PECVD)的方法，在前電極層2上 依次沉積P型非晶硅摻雜層、I本征非晶硅層和N型非晶硅摻雜層，制作出電池 的核心部分-非晶硅光電轉換層3。
3、 激光刻劃非晶硅層3:采用端面泵浦振鏡綠光激光標刻機，刻除在前電 極層2圖形區域內相應位置的非晶硅薄膜層3，露出前電極層2，形成非晶硅薄 膜層3的寬度為0.07mm的刻劃線8，該刻劃線是用于連接電池正負電極的刻劃 線，如圖2所示。激光波長為532nm，激光功率為2瓦，激光聲光頻率為40KHz。 硅薄膜層的激光刻劃線8和前電極層2的隔離線7邊沿之間的距離為O.lOmm。
4、 背電極層4的制作采用磁控濺射鍍鋁技術，在非晶硅層表面鍍上 3000-5000埃的鋁膜作為電池背電極，在制作鋁背電極時，金屬鋁填充至非晶硅 薄膜層3的刻劃線8槽內，使電池單元的前電極層2與相鄰電池單元的背電極 層4連接，實現各電池單元之間的串聯連接，其等效電路圖如圖8所示。采用 端面泵浦振鏡綠光激光標刻機，在連續背電極層上刻蝕出不規則形狀的背電極 獨立小塊，形成背電極層4的隔離線9，如圖4所示。激光波長為532nm，激光 功率為3瓦，激光聲光頻率為40KHz，硅薄膜層激光刻劃線8和背電極激光隔 離線9邊沿間距為O.lOmm，激光刻蝕出的背電極隔離線9的寬度為0.07mm， 并在電池的周邊刻蝕非晶硅薄膜層3、背電極層4形成隔離線10，防止電池周 邊短路或漏電流的，該隔離線10的寬度為O.lOmm。
5、 背漆層5的制作采用絲網印刷技術，在己制作好背電極層上絲印上絕 緣、耐濕、耐酸堿的樹脂油墨保護層，在背電極層4的隔離線9和電池周邊的 隔離線10內填充絕緣、耐濕、耐酸堿的樹脂油墨背漆保護層。如圖4中5所示的陰影部分，并推入烘箱烘干。絲網印刷采用150目的聚脂絲網，背漆采用環 氧樹脂背漆，固化溫度為14(TC，恒溫時間為10分鐘。
電池的正電極是通過非晶硅薄膜層的激光刻劃線引出，即在電池正極處非
晶硅薄膜層的激光刻劃線的槽內填充金屬背電極材料，引出電池的正電極；電 池的負電極是直接從圓形硅薄膜太陽能電池的背電極層4引出。
6、 字符制作采用絲網印刷技術，在己絲印好背漆層的襯底上引出電極的
相應位置，絲印上公司商標、電池型號和正負電極標識，并光固固化。絲網印
刷采用300目的聚脂絲網，字符油墨采用紫外線光固油墨，采用紫外線光固機 固化，光固機紫外燈功率為3KW，光固溫度為60°C，光固機傳送速度為3m/min。
7、 切割分粒采用高精度程控玻璃切割機，按設計排版陣列間距，把襯底 上的成品電池切割成圓形；經電性能、外觀檢測合格后入庫，即電池單元的形 狀為扇形的8節非晶硅薄膜太陽能電池制作完成。
實施例2:
本實施例中，硅薄膜層3為微晶硅薄膜，圓形微晶硅薄膜太陽能電池由串 聯連接的6節電池單元構成，電池單元的形狀為扇形。步驟如下
1、 前電極層2圖形制作在透明基板l上沉積一層透明導電膜Sn02，采用 端面泵浦振鏡紅外光激光標刻機，把導電膜刻蝕成面積相等且相互絕緣的扇形 獨立小塊。激光波長為1064nm，激光功率為20瓦，激光聲光頻率為50KHz， 前電極層的激光隔離線的寬度為0.04mm，相鄰前電極圖形之間的絕緣電阻大于
2、 沉積微晶硅層3:方法同實施例1，不同之處是在前電極層2上依次沉 積P型微晶硅摻雜層、I本征非晶硅層和N型非晶硅摻雜層，制作出電池的核心 部分-微晶硅光電轉換層。3、 激光刻劃非晶硅層3:方法同實施例1，不同之處是激光功率為3瓦，
激光聲光頻率為50KHz。硅薄膜層3的激光刻劃線8和前電極層2的隔離線7 邊沿之間的間距為0.07mm，硅薄膜層3的激光刻劃線8寬度為0.04mm。
4、 背電極層4的制作方法同實施例l，不同之處是激光功率為4瓦，激 光聲光頻率為50KHz,背電極層的隔離線9寬度為0.04mm。硅薄膜層3的激光 刻劃線8和背電極的激光隔離線9邊沿之間的距離為0.07mm。
電池周邊隔離線10的制作防止電池周邊短路或漏電的隔離線10的寬度 為0.07mm。
其余步驟方法同實施例1。
實施例3:
硅薄膜層3是非晶硅薄膜，圓形非晶硅薄膜太陽能電池由串聯連接的10節
不規則形狀的電池單元構成。步驟如下
1、 前電極層2的圖形制作在透明基板l上沉積一層透明的Sn02導電膜，
采用端面泵浦振鏡紅外光激光標刻機，把前電極層導電膜刻蝕成面積相等的不
規則形狀的獨立小塊。激光波長為1064nm，激光功率為29瓦，激光聲光頻率 為70KHz,前電極層的激光隔離線寬度為0.03mm，相鄰前電極圖形之間的絕緣 電阻大于30MQ。
2、 沉積非晶硅薄膜層3:方法同實施例l。
3、 激光刻劃非晶硅薄膜層3:方法同實施例1，不同之處是激光功率為5 瓦，激光聲光頻率為70KHz。非晶硅薄膜層的激光刻劃線8和前電極層2激光 的隔離線邊沿之間的距離為Omm，即前電極層2的激光隔離線7和非晶硅薄膜 層3的刻劃線8的相鄰邊沿完全重合，非晶硅薄膜層的激光刻劃線的度為 0.03mm。、背電極層4的制作采用磁控濺射鍍鋁技術，在非晶硅層表面鍍上
3000-5000埃的鎳膜作為背電極層4，采用端面泵浦振鏡綠光激光標刻機，在鋁 背電極層4上刻蝕出面積相等的不規則形狀的獨立小塊。激光波長為532nm， 激光功率為6瓦，激光聲光頻率為70KHz，非晶硅薄膜層3的刻劃線8和背電 極層4的激光隔離線9邊沿之間的距離為Omm，即非晶硅薄膜層3的刻劃線8 和背電極層4的激光隔離線9的相鄰邊沿完全重合，背電極層4的隔離線9的 寬度為0.03mm。
電池周邊隔離線10的制作防止電池周邊短路或漏電的隔離線10的寬度 為0.05mm。 實施例4:
硅薄膜層3是微晶硅薄膜，圓形微晶硅薄膜太陽能電池由串聯連接的8節 不規則形狀的電池單元構成，步驟如下
1、 前電極層2圖形制作方法同實施例2，不同之處是激光刻蝕出不規則
形狀的前電極層2圖形。激光的波長為1064nm，激光功率為15瓦，激光聲光 頻率為60KHz，前電極相鄰圖形間激光隔離線寬度為0.05mm,絕緣電阻大于 25MQ。
2、 沉積微晶硅薄膜層3:方法同實施例2。
3、 激光刻劃微晶硅層3:方法同實施例2，不同之處是激光功率為4瓦， 激光聲光頻率為60KHz。硅薄膜層3的激光刻劃線8和前電極層2的激光隔離 線7邊沿之間的距離為0.06mm，硅薄膜層3的激光刻劃線8的寬度為0.05mm。
4、 背電極層4的制作方法同實施例2，不同之處是激光刻蝕出的背電極 層4圖形是不規則形狀。激光波長為532nm，激光功率為5瓦，激光聲光頻率 為60KHz,背電極層4的隔離線9的寬度為0.05mm，微晶硅薄膜層3的刻劃線8和背電極層4的激光隔離線9邊沿之間的距離為0.06mm。 其余步驟方法同實施例l。 實施例5:
硅薄膜層3是疊層非晶硅薄膜層，圓形非晶硅薄膜太陽能電池由串聯連接 的4節扇形的電池單元構成。步驟如下
1、 前電極層2圖形制作方法同實施例l，不同之處是激光功率為20瓦， 激光聲光頻率為65KHz，前電極層2的激光隔離線的寬度為0.04mm，相鄰前電 極圖形的絕緣電阻大于20MQ。
2、 沉積非晶硅薄膜層3:方法同實施例1，不同之處是沉積的非晶硅薄膜 為疊層非晶硅薄膜層，即依次在前電極層2上沉積頂電池和底電池，形成"P-I-N-P-I-N"疊層非晶硅薄膜結構。
3、 激光刻劃疊層非晶硅薄膜層3:方法同實施例1，不同之處是激光功率 為4瓦，激光聲光頻率為55KHz。采用激光標刻機一次性刻劃頂電池和底電池， 形成疊層非晶硅薄膜層3的激光刻劃線8，寬度為0.04mm，該刻劃線是用于電 池的正負電極連接線，疊層非晶硅薄膜層3的激光刻劃線8和前電極層2的隔 離線邊沿之間的間距為0.02mm。
4、 背電極層4的制作方法同實施例1，不同之處是激光功率為5.5瓦， 激光聲光頻率為65KHz，背電極層4的隔離線9的寬度為0.04mm，硅薄膜層激 光刻劃線8和背電極激光隔離線9邊沿之間的距離為0.02mm。
電池周邊隔離線10的制作激光刻劃疊層非硅薄膜層3的頂電池、底電池 和背電極層4，形成防止電池周邊短路或漏電的隔離線10，其寬度為0.03mm。 其余步驟方法同實施例1。 實施例6:硅薄膜層3是疊層非晶硅薄膜層，圓形非晶硅薄膜太陽能電池由串聯連接 的5節扇形的電池單元構成。步驟如下
1、 前電極層2圖形制作方法同實施例l，不同之處是激光功率為25瓦，
激光聲光頻率為45KHz，前電極層2的激光隔離線的寬度為0.05mm，相鄰前電 極圖形的絕緣電阻大于20MQ。
2、 沉積疊層非晶硅薄膜層3:方法同實施例5，不同之處是采用M^i， 在底電池和頂電池之間制備一層中間透明導電膜，形成"P-I-N-反射膜-P-I-N" 的疊層非晶硅薄膜結構，該中間透明導電膜作為反射膜，增加對光的二次吸收， 可提高電池的轉換效率。
3、 激光刻劃疊層非晶硅薄膜層3:方法同實施例5，不同之處是激光功率 為3瓦，激光聲光頻率為60KHz。采用激光標刻機一次性刻劃頂電池、中間透 明導電膜和底電池，形成疊層非晶硅薄膜層3的激光刻劃線，寬度為0.05mm， 疊層非晶硅薄膜層3的激光刻劃線8和前電極層2的隔離線7邊沿之間的距離 為0.05mm。
4、 背電極層4的制作方法同實施例5,不同之處是在疊層非晶硅薄膜層 3的表面先層疊一層透明的ZnO導電膜，該透明導電膜可作為反射膜，實現對 光的二次吸收；在制備該透明ZnO導電膜的工藝中，導電物質ZnO填充至疊層 非晶硅薄膜層3的刻劃線槽內，使電池單元的前電極層2與其相鄰電池單元的 背電極層4連接，實現各電池單元的串聯連接，在透明ZnO導電膜的表面鍍上 金屬背電極4，采用激光標刻機，激光功率為5瓦，激光聲光頻率為58KHz，背 電極層4的隔離線9的寬度為0.05mm，硅薄膜層激光刻劃線和背電極激光隔離 線邊沿之間的距離為0.05mm。
其余步驟方法同實施例1。
權利要求
1、一種圓形硅薄膜太陽能電池，由串聯連接的電池單元構成，以透明基板(1)為襯底，包括依序層疊的前電極層(2)、硅薄膜層(3)、背電極層(4)和背漆層(5)，其特征在于由激光刻劃形成的電池單元的工作面，外包羅線呈圓弧形，電池內部的工作面是由有效面積相等的n個電池單元串聯構成，n≥2，電池的正負電極之間至少有兩條隔離線和一條連接正負電極的激光刻劃線或點劃線，其寬度為0.03～0.10mm。
2、 根據權利要求l所述的圓形硅薄膜太陽能電池，其特征在于所述電池內 部的工作面是由多個有效面積相等的扇形電池單元串聯構成。
3、 根據權利要求l所述的圓形硅薄膜太陽能電池，其特征在于所說的隔離 線包括前電極層(2)的隔離線(7)，其寬度為0.03 0.07mm，所說的前電極層(2) 的隔離線(7)呈放射形，激光標刻形成的前電極圖形是面積相等且相互 絕緣的扇形面，相鄰的前電極圖形的絕緣電阻大于20MQ。
4、 根據權利要求l所述的圓形硅薄膜太陽能電池，其特征在于所說的連接 正負電極的激光刻劃線是硅薄膜層(3)的刻劃線(8)，寬度為0.03~0.07mm， 該刻劃線(8)呈放射形，所說的硅薄膜層(3)的激光刻劃線(8)和前電極層(2)的隔離線邊沿之間的距離為0~0.10mm。
5、 根據權利要求l所述的圓形硅薄膜太陽能電池，其特征在于所說的隔離 線包括背電極層(4)的隔離線(9)，寬度為0.03~0.07mm，該隔離線(9)呈放 射形，所說的背電極層(4)的隔離線(9)和硅薄膜層(3)的刻劃線邊沿之間 的距離為0~0.10mm。
6、 根據權利要求l所述的圓形硅薄膜太陽能電池，其特征在于所說的前電 極層(2)是透明的ITO或Sn02導電膜，所說的硅薄膜層(3)是非晶硅薄膜層， 所說的背電極層(4)是鋁、鎳或鋁鎳合金膜。
7、 一種圓形硅薄膜太陽能電池的制造方法，在透明基板(1)上順序層疊前電極層(2)、硅薄膜層(3)、背電極層(4)和背漆層(5)，各電池單元串聯連接，其特征在于由激光刻劃形成電池單元的工作面，其外包羅線呈圓弧形，電池內部的工作面是由有效面積相等的n個電池單元串聯構成，n>2，采用激 光標刻機在電池的正負電極之間刻蝕出至少兩條隔離線和一條連接正負電極的 激光刻劃線或點劃線，其寬度為0.03 0.10mm。
8、 根據權利要求7所述的圓形硅薄膜太陽能電池的制造方法，其特征在于 所說的前電極層(2)的隔離線(7)，是對透明基板(1)上的透明ITO或Sn02 導電膜前電極層(2)進行刻劃形成寬度為0.03~0.07mm的隔離線(7)，該隔離 線(7)將前電極層(2)刻蝕成面積相等，且相互絕緣的獨立小塊，相鄰的前 電極圖形的絕緣電阻大于20MQ，激光功率為10~29瓦，激光聲光頻率為 40 70KHz。
9、 根據權利要求7所述的圓形硅薄膜太陽能電池的制造方法，其特征在于 所說的連接正負電極的激光刻劃線，是對前電極層(2)上的非晶硅薄膜層(3) 進行刻劃形成寬度為0.03 0.07mm的刻劃線(8)，該刻劃線(8)和前電極層隔 離線(7)的邊沿之間的距離為0 0.10mm，激光功率為2 5瓦，聲光頻率為 40 70KHz。
10、 根據權利要求7所述的圓形硅薄膜太陽能電池的制造方法，其特征在 于所說的背電極層(4)的隔離線(9)，是用激光標刻機對在硅薄膜層(3)表 面上的金屬背電極層(4)進行刻劃形成寬度為0.03 0.07mm的隔離線(9)，該 隔離線(9)和硅薄膜層(3)的刻劃線(8)的邊沿線之間的距離為0 0.10mm， 激光功率為3 6瓦，激光聲光頻率為40 70KHz。
全文摘要
本發明公開了一種圓形硅薄膜太陽能電池及其制造方法，電池由串聯連接的電池單元構成，以透明基板為襯底，包括依序層疊的前電極層、硅薄膜層、背電極層和背漆層，其特征在于由激光刻劃形成的電池單元的工作面，外包羅線呈圓弧形，電池內部的工作面是由有效面積相等的n個電池單元串聯構成，n≥2，電池的正負電極之間至少有兩條隔離線和一條連接正負電極的激光刻劃線或點劃線，其寬度為0.03～0.10mm。本發明采用先進的激光標刻技術，能刻劃出扇形或不規則圖形的電池單元，精度高，使太陽能電池內部的無效區域寬度從0.5～1.8mm縮小到0.03～0.20mm，擴大了電池的有效工作面積。
文檔編號H01L31/042GK101419989SQ20081021763
公開日2009年4月29日 申請日期2008年11月24日 優先權日2008年11月24日
發明者毅 李, 李全相, 胡盛明 申請人:毅 李